VoLTE小区分组丢失率优化方法

付航

（中国移动通信集团重庆有限公司，重庆 400000）

1 背景

自从2016年以来，中国移动各省公司都正式开启了VoLTE网络商用功能。一时间各地VoLTE用户数量和业务量进入了快速上涨发展（如图1所示）。VoLTE是架构在LTE网络上全IP条件下的端到端语音方案。VoLTE的语音作为IP数据传输，无需2G/3G网，全部业务承载于LTE网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。相对于现有的2G/3G网络，通过引入高清编解码等技术，VoLTE可拥有比2G/3G语音，以及时下流行的OTT语音业务更好的用户体验。同时，当终端离开LTE的覆盖区域时，VoLTE能够将LTE上的语音呼叫切换到2G/3G网络上，保证语音呼叫的连续性。对于用户而言，VoLTE能够带来更好的使用感受和更佳的用户体验，高清语音和视频编解码的引入将语音通话质量提升2倍，VoLTE的呼叫接续时长大幅缩短，测试表明VoLTE比CSFB缩短一半以上。

同时，随着用户规模的飞速发展，不少用户投诉在通话过程中出现吞字、卡字或者单通的现象也随之增加。导致客户感知差点的原因即是VoLTE网络分组丢失。因此VoLTE网络的分组丢失率优化成为各省网优工程师一个日益重要的课题。

图1 万州区近半年来VoLTE业务发展情况

2 VoLTE协议栈

和传统的LTE数据业务相似，VoLTE的协议栈也分为信令面和用户面。要实现语音或视频业务需要UE同时建立3个数据承载外，还需要UE建立RRC链接信令承载：SRB0，SRB1和SRB2。其协议栈总体结构如图2所示。

其中SRB0、SRB1、SRB2、AM-DRB（QCI=8，9）为一般LTE数据业务需建立的承载，UM-DRB（QCI=2）为VoLTE视频业务专用承载。UM-DRB（QCI=1）为VoLTE语音专业承载，AM-DRB（QCI=5）为IMS信令专用承载。

RTP（实时传输协议）：被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。RTP本身只保证实时数据的传输，并不能为按顺序传送数据分组提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠RTCP提供这些服务。

本文中我们讨论的分组丢失率，就是研究RTP层上下行数据分组传输分组丢失率的优化。

3 影响VoLTE分组丢失率的因素分析

3.1 VoLTE分组丢失率对语音的影响

分组丢失率的形成原因主要跟网络的拥塞程度相关，当网络流量越大，影响就越明显，分组丢失率也就越大。在局域网环境中，仅考虑分组丢失的影响，采用G.711编码方式，分组丢失率对语音的影响如表1所示。

图2 VoLTE协议栈介绍

表1 分组丢失对用户感知的影响

表1是仅讨论单次用户通话感知的情况下，在中国移动现行标准中，网络分组丢失率超过5%即可认为分组丢失过高，VoLTE质量较差。

3.2 影响VoLTE分组丢失率的因素分析

我们在分析VoLTE分组丢失，主要是从容量、覆盖和干扰3个大的方面来讨论。目前导致VoLTE分组丢失率较高的因素主要有以下几点。

（1）网络大话务量情况下导致拥塞，信令信道或者业务信道容量受限引起分组丢失。

（2）弱覆盖。由于信号较差或者参数设置错误等其它原因引起的弱覆盖，导致上下行链路不平衡，进而导致分组丢失。

图3 小区上行分配CCE失败

（3）高干扰的影响。4G网络由于受到各种网内网外干扰的情况依然存在，尤其铁塔公司出现后电信联通大量共享移动公司基站，由于规划设计和安装不当造成的FDD系统干扰，以及外部干扰器干扰、GPS故障等，引起分组丢失。

（4）厂家设备功能性影响。由于VoLTE技术较新，特别TDD LTE技术之前国外应用较少，国内目前处在技术前沿阶段，部分厂家新推出功能有一定缺陷引起VoLTE分组丢失。

（5）部分厂家设备统计规则引起分组丢失率过高。

对于网优人员，应该根据情况，从容量、覆盖、干扰等方面实事求是的深入分析，探寻引起网络分组丢失的原因，并进行优化解决。我们认为从网络优化的角度，应该做好以下工作。

（1） 站点规划：乡村基城市高层建筑弱覆盖区域补盲。

（2） 基础优化：越区覆盖及重叠覆盖小区进行天馈优化。

（3） 建设优化：对高层室分弱覆盖小区（覆盖不均）和宏站越区严重小区进行结构整改。

（4） 感知优化：对干扰小区和拥塞小区进行现场排查，在确定优化方案。

（5） 故障优化：加强基站故障及传输问题小区处理进度及监控力度。

4 VoLTE网络分组丢失率优化措施

4.1 离散型RB干扰问题优化

提取干扰信息发现万州分公司存在49个长期干扰小区，对这些小区打开上行NI调度开关，通过持续一周的KQI数据对比，发现NI功能的打开后，离散型RB干扰小区话务有所提升，上行分组丢失率均值降低了0.56%，下行分组丢失率均值降低了0.04%，总效果降低分组丢失率0.6%。

4.2 CCE功率或者容量受限导致的分组丢失优化

案例1：某小区在近一周出现上行分组丢失41小时次，严重影响用户感知。

分析：如图3所示，通过分析该小区存在大量CCE分配失败，根据CCE分配失败次数情况严重，考虑应该为CCE功率不足导致，查看该小区CCE分配策略为基于覆盖的策略。

建议修改PDCCH聚合级别自适应策略为基于容量的策略，修改后指标行分组丢失率已经下降至4%以下。

案例2：某小区丢弃分组严重，经分析为CCE功率不足导致CCE分配失败，从而导致VoLTE上行数据调度不及时而丢弃分组，调整PDCCH分配策略后弃分组率从10%以上降低到0.05%。

4.3 覆盖优化整治分组丢失

万州分公司筛选全网弱覆盖及重叠覆盖小区进行RF优化，共计完成25个小区优化，其中RF优化16个小区，功控参数优化8个小区及天馈接反1个小区。通过覆盖专项整治后降低分组丢失率效果明显（如图4所示）。

经过优化后万州分公司上行分组丢失率均值为0.34%、下行分组丢失率均值为0.02%保持稳定状态。

图4 覆盖优化后分组丢失率趋势图

4.4 某型设备CDRX功能优化

DRX功能，在2G和3G中都有应用，主要目的是降低空闲态UE的功耗，增加手机电池寿命。随着网络演进HSPA在R7版本后引入了连接态的DRX功能，主要改善高速数据业务带来的高能量消耗。对于空闲态，UE没有占用无线资源，而在连接态，终端占用空口无线资源，保持高能量消耗。CDRX（CONNECTED DRX）功能的应用与分组业务（HTTP、E-mail、IM）特性相关，由于分组业务在使用中具有明显的突发性，即实际发送/接收的分组周期短、但频率高，呈梳状分布。在LTE网络中，当UE处于RRC_CONNECTED状态，即使没有数传，UE仍要每子帧监听PDCCH信道，判断是否有数据发送，所以要一直保持较高的发射功率，消耗大量的电能。同时PS业务特性也会造成额外的信令开销，占用用户面资源，降低了系统容量。在LTE网络中，RRC实体得到优化，UE仅存在RRC_IDLE和RRC_CONNECTED两个状态，在空闲态UE附着在EPS进行移动性管理，没有实际的数据激活，在这个状态UE可以被寻呼进行下行数传，也可发起RRC连接请求进行上行数传，进入RRC_CONNECTED状态。而这个状态若开启DRX功能， UE在数传阶段的分组间隔期可进入DRX睡眠期，关闭射频单元，降低手机功耗。CDRX具体实现是网络侧通过RRC CONNECTIONRECONFIGURATION或者RRC CONNECT SETUP通知UE，按照相关参数进行“小睡”或者“深睡”。具体参数设置如表2所示。

本身CDRX是为了降低LTE业务使用过程中UE功耗的，但是经测试发现中兴CDRX功能在目前版本中还存在问题（开启容易造成VoLTE用户分组丢失），因此需要关闭待厂家修复后再进行开启。

4.5 分组丢失率优化后效果检查

如图5所示，经过万州移动优化人员通过RF优化、参数调整以及精心保障，万州分公司VoLTE网络分组丢失率从优化前的5.5%降低到了优化后的0.3%，提升效果达到90%以上！取得了非常显著的改善。

表2 中兴CDRX功能相关参数

图5 分组丢失率优化效果图

5 总结与提升

通过本文我们了解到了VoLTE网络分组丢失率对客户感知具有较大影响，本文介绍了引起网络分组丢失的因素以及优化措施。通过容量、覆盖以及干扰等方面的优化排查，网优人员可以采用RF优化和参数优化等多种方式降低VoLTE网络分组丢失率，提升网络质量。